2017事业单位备考:什么是铁基超导?

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　　2017事业单位备考:什么是铁基超导?

　　一、铁基超导

　　(一)什么是铁基超导

　　超导，全称超导电性，是20世纪很伟大的科学发现之一，指的是某些材料在温度降低到某一临界温度，或超导转变温度以下时，电阻突然消失的现象。具备这种特性的材料称为超导体。

　　(二)铁基超导的中外发展

　　超导是物理世界中很奇妙的现象之一，它的发现已有百年历史。

　　1911年，荷兰莱顿大学的卡末林·昂内斯意外地发现，将汞冷却到-268.98℃时，汞的电阻突然消失了。后来他又发现许多金属、合金都具有与汞相类似的低温下失去电阻的特性。卡末林将汞的这种特殊导电性能称为超导态。由于这一物理新发现，卡末林获得了1913年的诺贝尔物理奖。

　　此后，物理学家麦克米兰根据传统理论计算推断，超导体的转变温度不能超过40K(约-233℃)，这个温度也被称为麦克米兰极限温度。此理论意味着若要实现电阻为零的超导态，必须要有极低温环境，这便给超导应用带来困难。

　　人类对超导的应用是否只能被限制在40K以下?抑或是麦克米兰所依据的传统理论本身存在缺陷?40K麦克米兰极限温度能否被突破?为了探索这些问题，几十年来，世界各国的科学家们做了无数次尝试。特别是相对于麦克米兰极限所描述的低温环境，科学家们研究超导的美好愿望就是找到40K以上的“高温”超导。

　　1986年初，欧洲科学家贝德诺兹和缪勒发现以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体，转变温度达到35K。这一年的9月份，赵忠贤坐在物理所图书馆翻阅着很新一期的《物理学》杂志，当读到贝德诺兹和缪勒发表的文章时，他陷入了长时间的思考。他认为缪勒的想法是有道理的，就是要充分利用材料结构的不稳定性来实现高温超导。10月中旬，赵忠贤便与物理所其他科研人员合作，开始了铜氧化物的超导体研究工作。

　　到12月20日，赵忠贤等人在锶镧铜氧中实现了起始温度为48.6K的超导转变。紧接着，在第二年的2月19日，赵忠贤等人又在钇钡铜氧中发现了起始温度高于100K、中点温度为92.8K的超导转变。在此之前，世界上一切超导研究都必须采用昂贵并难以使用的液氦来使超导体达到转变温度，这对超导研究形成了巨大障碍。赵忠贤团队是使用液氮来达到超导转变温度的，这一方法为超导研究开辟了新天地，大大方便和加速了全世界的高温超导研究。5天以后，中国科学家正式公布了这一很新成果。

　　(三)铁基超导的应用

　　近年来，国内外相继研制成功了多种超导材料和超导应用器件，超导正在为人类的工作、学习和生活提供着便利。

　　如高温超导滤波器已被应用于手机和卫星通讯，明显改善了通信信号和能量损耗;世界上各医院使用的磁共振成像仪器(MRI)中的磁体基本上都是由超导材料制成的;使用的超导量子干涉器件(SQUID)装备在医疗设备上使用，大大加强了对人体心脑探测检查的精确度和灵敏度;世界上示范性超导变电站也已在我国投入电网使用，它具备体积小、效率高、无污染等优点，是未来变电站发展的趋势。

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